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- 저자 : 정민혁 ( Jina Beom ) (검색결과 25 건)
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정민혁 ( Jina Beom ),범진아 ( Minhyuk Jeung ),김장호 ( Jangho Kim ),박현규 ( Hyunkyu Park ),윤광식 ( Kwangsik Yoon ) 한국농공학회 2018 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2018 No.-
Monitoring of nonpoint source pollution requires intensive labor and lab analysis cost. The aim of this study was to develop a surrogate method of monitoring SS and T-P and load estimation by using turbidity and runoff. Three different landuse subwatersheds representing rural(WJ), urban(JS), and mixed landuse(PYJ) were monitored during 2017/04/11∼2017/07/08. The predictor variables such as turbidity and runoff were continuously measured by turbidity sensor and water level sensor, while target variables such as SS and T-P were monitored by grab sampling method. Total number of samples were 60, 51 and 59 for WJ, JS and PYJ, respectively. Multiple regression equations were developed for predicting concentrations and loads of target variables. As a result, pearson’s correlation coefficient between turbidity and SS concentrations were 0.90, 0.92 and 0.94 for WJ, JS and PYJ, respectively. Concentrations of T-P also showed good results by surrogate monitoring, it showed 0.78 and 0.93 of pearson’s correlation coefficient with turbidity in WJ and JS, but PYJ showed unacceptable result. To evaluate performance of surrogate load estimation method, we predicted and compared to continuous loads on 2018/04/05 runoff event in WJ, which is not used for develop regression equations. Pearson’s correlation coefficient was 0.91 and 0.85, and Nash-Sutcliffe coefficient was showed 0.52 and 0.80 for SS and T-P. According to our result, surrogate monitoring method for SS and T-P was acceptable for rural watershed(WJ).
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강화학습을 이용한 SWMM 모델 매개변수 자동보정 알고리즘 개발
정민혁 ( Minhyuk Jeung ),범진아 ( Jina Beom ),박민경 ( Minkyeong Park ),정지연 ( Jiyeon Jeong ),윤광식 ( Kwangsik Yoon ) 한국농공학회 2022 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2022 No.-
도시지역의 토지피복 변화, 변화하는 오염물질의 누적량 등 지속적으로 변화하는 환경으로 인해 하나의 매개변수로 불투수지역 강우-유출 및 오염물질 거동을 장기간을 모의하는 데에 어려움이 있다. 따라서, 무강우일수, 강우량, 강우지속시간 등 강우사상 발생 시마다 수집되는 정보를 바탕으로 수질-수문 모형의 매개변수를 자동으로 보정하는 알고리즘 개발이 필요하다. 본 연구에서는 도시지역에서 수질-수문 모의를 위해 사용되는 SWMM 모형을 강화학습과 결합하여 SWMM 모델 매개변수 자동보정 알고리즘인 SWMM-RL 모델을 개발하였다. 강화학습은 주어진 환경에서 보상을 최대한 많이 받을 수 있도록 에이전드를 학습시키는 기법으로, 주변 상태에 맞게 어떠한 행동을 할지 판단을 내린다. 본 연구에서는 SWMM 모형을 환경, NSE 값을 보상, 매개변수를 행동, 그리고 강우 특성을 상태로 적용하여 알고리즘을 개발하였다. 에이전트의 행동 특성은 유량의 경우 총 9개의 매개변수를 보정하도록 하였고 SS 부하량은 5개의 매개변수를 보정하도록 하였다. 모의 결과, 유량은 평균 0.588의 NSE값을 보였으며, 9개의 매개변수 중 민감도가 높은 3개 매개변수(N-impervious, PctZero, N-conduit)가 주로 변화되는 모습을 보였다. SS 부하량의 경우, 평균 0.622의 NSE값을 보였다. SS 역시 5개의 매개변수 중 민감도가 높은 3개의 매개변수(build-up coefficient1, wash-off coefficient1, wash-off coefficient2)가 주로 변화되었다. 본 연구에서 개발된 SWMM-RL 모델은 2008년~2011년 기간동안 매개변수를 총 10번 자동보정하였으며, 하나의 매개변수로 장기간 모의하는 것보다 매개변수를 주기별로 보정할 경우 더욱 높은 정확성과 변화하는 환경에 잘 적응할 수 있을 것으로 예상된다.
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다중 선형 회귀 분석과 랜덤 포레스트를 이용한 SS, T-P 대리모니터링 기법 평가
정민혁 ( Jeung Minhyuk ),범진아 ( Beom Jina ),최동호 ( Choi Dongho ),김영주 ( Kim Young-joo ),허용구 ( Her Younggu ),윤광식 ( Yoon Kwangsik ) 한국농공학회 2021 한국농공학회논문집 Vol.63 No.2
Effective nonpoint source (NPS) pollution management requires frequent water quality monitoring, which is, however, often costly to be implemented in practice. Statistical techniques and machine learning methods allow us to identify and focus on fundamental environmental variables that have close relationships with NPS pollutants of interest. This study developed surrogate models to predict the concentrations of suspended sediment (SS) and total phosphorus (T-P) from turbidity and runoff discharge rates using multiple linear regression (MLR) and random forest (RF) methods. The RF models provided acceptable performance in predicting SS and T-P, especially when runoff discharge rates were high. The RF models outperformed the MLR models in all the cases. Such finding highlights the potential of RF techniques and models as a tool to identify fundamental environmental variables that are measured in relatively inexpensive ways or freely available but still able to provide information required to quantify the concentrations of NPS pollutants. The analysis of relative importance rates showed that the temporal variations of SS and T-P concentrations could be more effectively explained by that of turbidity than runoff discharge rate. This study demonstrated that the advanced statistical techniques such as machine learning could help to improve the efficiency of NPS pollutants monitoring.
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대규모 농업용저수지의 농업용수 공급 운영 관리에 따른 이수안전도 평가
정민혁(Jeung,Minhyuk),범진아(Beom,Jina),성무홍(Sung,Mu-hong),이재남(Lee,Jaenam),유승환(Yoo,Seung-hwan),윤광식(Yoon,Kwang-sik) 한국방재학회 2021 한국방재학회논문집 Vol.21 No.1
최근 기후변화로 인하여 가뭄이 빈번하게 발생하고 이에 따른 농업용수 부족을 겪고 있다. 하지만 대부분 농업용 저수지는 10년 빈도 한발시의 공급량을 기준으로 설계되어 있어;최근 연속적인 가뭄으로 낮은 저수율을 나타나고 있다. 따라서 본 연구에서는 가뭄에 대응할 수 있는 최저 관리 저수율을 설정하기 위해 나주호를 대상으로 물수지 분석을 수행하고 평년 운영 관리에 따른 부족수량 변화를 평가하고자 한다. 그 결과;평년 운영 관리 저수율이 높아질수록 영농기 초기 저수율이 증가하였고;연평균 농업용수 부족수량이 감소하였다. 또한;평년 저수율 관리에 따라 가뭄 년도 햇수와 그 심도를 저감 시킬 수 있는 것으로 나타났다. Due to recent climate change;droughts occur frequently;thereby causing a shortage of agricultural water. However;supplies to most agricultural reservoirs have been designed assuming that droughts occur at a frequency of 10 years. Therefore;continuous drought has led to low storage rates. Thus;in this study;a water balance analysis was performed on the Naju reservoir;and the changes in the water shortage according to the minimum storage rate restriction management to cope with drought were evaluated. As a result;a higher management storage rate level results in a higher initial storage rate in the next year;thereby decreasing the annual average shortage. In addition;it shows that a decrease in the frequency of drought and its intensity can be reduced according to the minimum storage management during wet years.
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단위면적당 부하지속곡선을 이용한 섬진강수계 상수원 목표수질 달성여부 평가
정민혁 ( Minhyuk Jeung ),범진아 ( Jina Beom ),정재운 ( Jaewoon Jung ),윤광식 ( Kwangsik Yoon ) 한국농공학회 2023 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2023 No.0
영산강·섬진강수계는 광역상수원의 수질개선을 위해 제도적인 노력과 예산을 투입하고 있다. 제도 도입 시행 후 20여년이 경과하면서 수변구역 내 오염원 제거가 이루어졌음에도 불구하고 주암호와 동복호의 수질은 크게 개선되지 않고 있다. 따라서, 효율적인 수질개선을 위해서는 섬진강수계 상수원(주암호, 동복호, 상사호, 수어호, 탐진호) 지류 지천의 부하지속곡선을 이용한 BOD, TOC, T-P의 목표수질 달성도 평가를 통한 대책수립이 필요하다. 본 연구에서는 상수원 지류 지천의 상이한 유역면적으로 인해 발생된 유달부하량의 차이를 고려하기 위해 단위면적당 부하량을 산정하여 각 하천의 목표수질 달성여부를 평가하였다. 단위면적당 부하지속곡선 분석 결과, 수질항목별 미달성률은 BOD가 평균 9.7%, TOC 3.7%, T-P 32.6%로 섬진강수계 상수원의 목표수질 달성을 위해서는 T-P의 수질개선이 우선적으로 이루어져야 할 것으로 분석되었다. 상수원 지류지천별 목표수질 미달성률는 주암호가 BOD 10.0%, COD 10.0%, T-P 38.4%, 동복호 BOD 14.4%, COD 0.0%, T-P 34.4%, 상사호 BOD 6.7%, COD 0.0%, T-P 30.0%, 수어호 BOD 0.0%, COD 0.0%, T-P 20.0%, 탐진호 BOD 18.7%, COD 8.7%, T-P 40.0%로 분석되었다. 모든 상수원에서 T-P가 가장 높은 미달성률을 보였으며, 특히 탐진호와 주암호는 T-P의 목표수질 미달성률이 40.0%와 38.4%로 분석되어 T-P의 수질개선이 가장 우선적으로 이루어져야 할 것으로 판단된다.
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강화학습을 이용한 SWMM 모델 매개변수 자동보정 알고리즘 개발
정민혁 ( Minhyuk Jeung ),범진아 ( Jina Beom ),박민경 ( Minkyeong Park ),정지연 ( Jiyeon Jeong ),윤광식 ( Kwangsik Yoon ) 한국농공학회 2022 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2022 No.-
도시지역의 토지피복 변화, 변화하는 오염물질의 누적량 등 지속적으로 변화하는 환경으로 인해 하나의 매개변수로 불투수지역 강우-유출 및 오염물질 거동을 장기간을 모의하는 데에 어려움이 있다. 따라서, 무강우일수, 강우량, 강우지속시간 등 강우사상 발생 시마다 수집되는 정보를 바탕으로 수질-수문 모형의 매개변수를 자동으로 보정하는 알고리즘 개발이 필요하다. 본 연구에서는 도시지역에서 수질-수문 모의를 위해 사용되는 SWMM 모형을 강화학습과 결합하여 SWMM 모델 매개변수 자동보정 알고리즘인 SWMM-RL 모델을 개발하였다. 강화학습은 주어진 환경에서 보상을 최대한 많이 받을 수 있도록 에이전드를 학습시키는 기법으로, 주변 상태에 맞게 어떠한 행동을 할지 판단을 내린다. 본 연구에서는 SWMM 모형을 환경, NSE 값을 보상, 매개변수를 행동, 그리고 강우 특성을 상태로 적용하여 알고리즘을 개발하였다. 에이전트의 행동 특성은 유량의 경우 총 9개의 매개변수를 보정하도록 하였고 SS 부하량은 5개의 매개변수를 보정하도록 하였다. 모의 결과, 유량은 평균 0.588의 NSE값을 보였으며, 9개의 매개변수 중 민감도가 높은 3개 매개변수(N-impervious, PctZero, N-conduit)가 주로 변화되는 모습을 보였다. SS 부하량의 경우, 평균 0.622의 NSE값을 보였다. SS 역시 5개의 매개변수 중 민감도가 높은 3개의 매개변수(build-up coefficient1, wash-off coefficient1, wash-off coefficient2)가 주로 변화되었다. 본 연구에서 개발된 SWMM-RL 모델은 2008년~2011년 기간동안 매개변수를 총 10번 자동보정하였으며, 하나의 매개변수로 장기간 모의하는 것보다 매개변수를 주기별로 보정할 경우 더욱 높은 정확성과 변화하는 환경에 잘 적응할 수 있을 것으로 예상된다.
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탐진호 수질 관리를 위한 중점관리하천 선정과 관리방안 마련
범진아 ( Jina Beom ),정민혁 ( Minhyuk Jeung ),정재운 ( Jaewoon Jung ),윤광식 ( Kwangsik Yoon ) 한국농공학회 2023 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2023 No.0
최근, 기후변화의 영향으로 인하여 수온, 수량 등의 변화로 기저유출의 감소 등으로 수질에 악영향을 줄 수 있다. 상수원의 경우 수질개선을 위해 토지매수 사업을 통해 지속적으로 오염원 제거가 이루어지고 있지만, 산발적 토지매수로 인하여 수질개선에 대한 의문을 제기하는 부분도 발생하고 있다. 상수원의 수질개선을 위해서는 과학적 방법을 통한 상수원 유역 관리가 필요하다. 본 연구는 탐진호 수질개선을 위해 16개 유입 지류지천을 대상으로 현장 모니터링과 배출부하량 산정을 통해 주요 관리 오염원과 중점관리하천을 선정하여 이에 대한 관리방안을 제시하고자 하였다. 탐진호 유입 지천 중 하천 생활환경기준 Ia등급을 초과하는 하천은 BOD 2개, COD 12개, TOC 1개, T-P 10개, SS는 1개 하천으로 나타났다. 배출부하량 산정 결과, BOD, T-P 토지계 오염원이 68.7%, 75.2%로 타 오염원에 비해 많은 비중을 차지하였으며, 유치천, 탐진강, 옴천천순으로 높았다. 특히, 옴천천의 경우 유기물항목과 T-P항목에서 목표수질을 초과하였으며, 축산계와 토지계 비중이 높고 배출부하량도 높아 중점관리가 필요할 것으로 보이며, 이를 저감하기 위해 농경지와 축산계 오염원 관리가 필요할 것으로 판단된다. 따라서, 옴천천 중심으로 토지매수 사업을 통해 오염원을 제거하고, 토지매수가 어려울 경우 축사 주변의 생태둥벙 등 저감시설의 조성이 필요하며 농업환경보전 프로그램을 적극 유치하거나 물꼬 관리를 통해 농업비점을 저감하는 방법이 필요할 것으로 판단된다.
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